Struktura i charakterystyka aluminiowa: 25 szybkich faktów

by

aluminium jest srebrzystobiałą i lekką plastyczną substancją metaliczną. Omówmy pokrótce strukturę i kilka istotnych cech aluminium.

Aluminium ma strukturę krystaliczną z wzorem sześciennym wyśrodkowanym na powierzchni. Pojedynczy atom metalu, aluminium, ma kulisty kształt. Jest to element p-blokowy mający jeden elektron na orbicie 3p. Jest dobrym przewodnikiem ciepła i elektryczności dzięki temu wolnemu elektronowi na orbicie p.

Skupmy się szczegółowo na strukturze, samotnych parach, elektronach walencyjnych, rozpuszczalności, polarności aluminium.

Jak narysować konstrukcję aluminiową?

Struktura Lewisa, strukturalna reprezentacja dowolnej cząsteczki, pokazuje niewiążące elektrony jako kropki elektronowe wokół każdego atomu. Wyjaśnijmy to.

Struktura aluminium zawiera 13 protonów i 14 neutronów, które tworzą dodatnio naładowane jądro. 13 elektronów krąży wokół jądra aluminium, aby zachować neutralność elektryczną.  

Te elektrony są wypełnione w różnych orbitalach (s i p) od niższej energii do wyższej energii. Aby wypełnić orbitale elektronami, musi być spełniona zasada wykluczania Pauliego, zasada krotności Hunda i zasada Aufbaua.

konstrukcja aluminiowa
Struktura aluminium.
Kredytowych Image: Wikimedia Commons.

Rezonans struktury aluminiowej

Rezonans to nic innego jak przeniesienie chmury elektronowej na całą cząsteczkę w celu uzyskania dodatkowej stabilności. Porozmawiajmy o tym.

Rysowanie struktur rezonansowych nie jest możliwe dla aluminium, ponieważ jest to pojedynczy atom metalu. Żadne inne atomy nie są połączone z aluminium, aby dzielić chmurę elektronów z aluminium. Dlatego chmura elektronów nie może być zdelokalizowana nad innymi atomami.

Struktury rezonansowe mogą być możliwe tylko wtedy, gdy aluminium jest połączone wiązaniami kowalencyjnymi z innymi atomami. Następnie chmura elektronowa tego lub dowolnego innego atomu może zostać zdelokalizowana nad nim lub z niego.

Kształt konstrukcji aluminiowej

Kształt oznacza odpowiedni trójwymiarowy układ wiązań obecnych w cząsteczce. Daj nam omówić to.

Aluminium ma kształt kulisty. Powodem uzyskania tego kształtu jest równomierny rozkład chmury elektronowej aluminium. Cały pojedynczy atom osiąga ten kulisty kształt dzięki temu, że nie zniekształca chmury elektronowej przez żaden inny atom. Struktura kratownicowa z aluminium posiada sześcienny wzór skoncentrowany na powierzchni.

Jeśli aluminium jest związane z dowolnymi innymi atomami i tworzy związek kowalencyjny, wówczas kształt może być liniowy, planarny, oktaedryczny, TBP lub dowolny inny z wyjątkiem kulistego, ponieważ chmura elektronowa aluminium będzie zniekształcona z powodu obecności tych sąsiednich związanych atomów.

Formalna opłata za konstrukcję aluminiową

Opłata formalna to ładunek teoretyczny niesiony przez pojedynczy atom w cząsteczce. Odgrywa znaczącą rolę w określaniu najbardziej stabilnej struktury Lewisa. Skupmy się na tym.

Uważa się, że formalny ładunek aluminium wynosi zero, ponieważ jest to pojedynczy jednocząsteczkowy atom metalu, który nie ma połączeń wiązań z innymi atomami. Ładunek formalny oblicza się ze wzoru = {Całkowita liczba elektronów walencyjnych – liczba elektronów niewiążących– (liczba elektronów biorących udział w tworzeniu wiązania/2)}.

Aluminium nie ma niewiążących elektronów, jak również elektronów wiążących, ponieważ nie tworzy żadnego wiązania kowalencyjnego z żadnym innym atomem. Dlatego formalny ładunek glinu lub jakiejkolwiek innej jednocząsteczkowej substancji będzie wynosił zero.

Kąt konstrukcji aluminiowej

Kąt struktury oznacza kąt między dwoma wiązaniami kowalencyjnymi i jednym atomem między tymi dwoma wiązaniami. Zbadajmy to.

Nie można określić kąta w aluminium, ponieważ nie jest ono połączone z żadnymi innymi atomami wiązaniami kowalencyjnymi. Kąt wiązania można określić tylko dla dowolnego związku mającego co najmniej dwa atomy przyłączone przez co najmniej jedno wiązanie. Na przykład kąt wiązania3 jest 1200.

Reguła oktetu konstrukcji aluminiowej

Reguła oktetu stwierdza, że ​​każdy atom powinien osiągnąć osiem elektronów w swojej powłoce walencyjnej, aby dopasować się do konfiguracji elektronowej jego najbliższego gazu szlachetnego. Wyjaśnijmy to.

Aluminium nie podlega regule oktetu, ponieważ nie tworzy żadnego wiązania kowalencyjnego z innymi atomami. Dlatego nie ma możliwości osiągnięcia ośmiu elektronów w swojej powłoce walencyjnej poprzez współdzielenie par elektronów z innymi atomami.

Aluminium ma trzy elektrony w najbardziej zewnętrznej powłoce. Ponieważ nie jest związany z żadnymi innymi atomami, nie może uzyskać ośmiu elektronów poprzez tworzenie wiązań kowalencyjnych. Dlatego w aluminium naruszona jest zasada oktetu.

Samotne pary konstrukcji aluminiowej

Elektrony, które nie są dzielone z innymi atomami przez wiązanie kowalencyjne, są uważane za samotne pary lub elektrony niewiążące. Porozmawiajmy o tym.

Liczba samotnych par w aluminium wynosi trzy, ponieważ elektrony walencyjne aluminium są uważane za samotne pary aluminium. Ponieważ aluminium nie jest związane z żadnym atomem przez wiązanie kowalencyjne, nie ma elektronów wiążących ani niewiążących z aluminium.

Ponieważ aluminium jest pojedynczym jednocząsteczkowym atomem metalu, żadne elektrony powłoki zewnętrznej nie uczestniczą w wiązaniu. Dlatego wszystkie elektrony walencyjne zachowują się jak samotne pary lub elektrony niewiążące.

Elektrony walencyjne aluminium

Elektrony związane z najbardziej zewnętrzną powłoką dowolnego atomu są uważane za elektrony walencyjne. Wyjaśnijmy to.

Całkowita liczba elektronów walencyjnych w aluminium wynosi trzy. Te trzy elektrony pochodzą z orbitali 3s i 3p aluminium (3s2 3p1). Jest to element p-blokowy, a wszystkie elementy p-blokowe mają konfigurację elektronową ns2 np1-5 .

Aluminium może usunąć te trzy elektrony z orbitalu 3p i może osiągnąć pełną konfigurację elektronową ([Ne] 3s2). Dlatego aluminium może występować jako Al3+.

 Hybrydyzacja aluminium

Hybrydyzacja to koncepcja mieszania dwóch orbitali atomowych pochodzących z dwóch takich samych lub dwóch różnych atomów. Porozmawiajmy o tym.

Hybrydyzacja aluminium nie jest możliwa, ponieważ nie ma możliwości mieszania dwóch orbitali atomowych. Aluminium to jednocząsteczkowy atom metalu. Nie ma innego atomu, z którym można by zmieszać orbital atomowy aluminium i powstanie nowy orbital hybrydowy.

Termin „hybrydyzacja” ma zawsze zastosowanie do każdego związku mającego minimum dwa atomy, aby wygenerować nowy orbital hybrydowy, ponieważ mieszanie orbitali atomowych jest obowiązkowe w hybrydyzacji.

Rozpuszczalność aluminium

Rozpuszczalność to nic innego jak zdolność do tworzenia roztworu dowolnej substancji rozpuszczonej. Porozmawiajmy o tym.

  • Aluminium jest rozpuszczalne w wodzie. Może rozpuszczać się w wodzie w zakresie pH 5.5-6.0.
  • Rozpuszcza się również w wodzie królewskiej (mieszaninie HCl i HNO3 w stosunku 3:1).
  • Glin ma rozpuszczalność w gorącym i stężonym kwasie solnym, w którym Al reaguje z H2O i ewoluuj H2 Gaz.
  • Glin jest również rozpuszczalny w wodorotlenku sodu i potasu w temperaturze pokojowej i tworzy gliniany.

Zastosowania aluminium

Aluminium jest jednym z najważniejszych metali w dzisiejszym życiu. Omówmy jego kilka znaczących zastosowań.

  • Aluminium jest stosowane w szerokiej gamie produktów w różnych dziedzinach, w tym w foliach, przyborach kuchennych, częściach samolotów, ramach okiennych i wielu innych.
  • Aluminium ma zastosowanie jako stopy z miedzią, manganem, magnezem, krzemem itp.
  • Będąc dobrym przewodnikiem elektrycznym, jest często używany jako przewody do przesyłu energii elektrycznej.
  • Ze względu na swoją wytrzymałość i niewielką wagę jest również używany w zastosowaniach architektonicznych.

Czy aluminium rozpuszcza się w wodzie?

Rozpuszczalność w wodzie zależy od natury rozpuszczalnika. Wyjaśnijmy to szczegółowo.

Rozpuszczalność aluminium w czystej wodzie jest bardzo mniejsza. Al może rozpuszczać się w wodzie w zakresie pH 5.5-5.0. Stężenie rozpuszczonego aluminium zmienia się w zależności od wartości pH wody.

Dlaczego i jak rozpuszczalność aluminium w wodzie jest bardzo mniejsza?

Rozpuszczalność glinu w wodzie jest bardzo mniejsza z powodu tworzenia się tlenku glinu (Al2O3). Do2O3 tworzy warstwę na świeżo przygotowanym surowym aluminium. To jest nierozpuszczalne w wodzie. Dlatego metaliczne aluminium nie może wejść w kontakt z wodą i nie rozpuszcza się w wodzie.

Czy aluminium jest silnym elektrolitem?

Elektrolity to te, które w roztworze wodnym można zdysocjować na jony. Porozmawiajmy o tym.

Metaliczny glin nie może być elektrolitem, ponieważ nie może być rozdzielony na dwa przeciwnie naładowane jony w roztworze wodnym. Metaliczne aluminium to tylko pojedyncza, jednocząsteczkowa substancja, której nie można zdysocjować w wodzie.

Dlaczego i dlaczego aluminium nie jest mocnym elektrolitem?

Aluminium nie jest elektrolitem, ponieważ po rozpuszczeniu aluminium w wodzie nie mogą powstać dwa przeciwnie naładowane jony. Ale AlCl3 staje się silnym elektrolitem, ponieważ może generować jeden Al3+ i trzy Cl- jon po dysocjacji, który może przewodzić prąd.

Czy glin jest kwaśny czy zasadowy?

Kwasowość i zasadowość zależą od charakteru związku, jak również od innego związku, z którym reaguje, wykazując kwasowość lub zasadowość. Omówmy to szczegółowo.

Aluminium nie jest ani kwaśne, ani zasadowe. Zachowuje się jak substancja amfoteryczna, która może działać zarówno jako kwas, jak i zasada.

Dlaczego aluminium jest substancją amfoteryczną?

  • Aluminium jest uważane za substancję amfoteryczną, ponieważ może reagować zarówno z kwasem, jak i z zasadą.
  • Reakcja glinu z kwasem – 2Al(s) + 6HCl(aq) = 2AlCl3 + 3H2.
  • Reakcja z zasadą to – 2Al(s) + 2OH- (wodny) + 6H2O(l) = 2Al(OH)4- (wodny) + 3H2 (G)

Czy aluminium jest polarne czy niepolarne?

Polarność lub niepolarność zależy od względnego ułożenia wiązań kowalencyjnych lub oddzielenia dwóch przeciwnych ładunków. Zdefiniujmy to.

Aluminium nie może być cząsteczką polarną, ponieważ jest pojedynczym atomem metalu. Nie ma żadnego rozdziału ładunku ani żadnego polarnego wiązania kowalencyjnego. Każdy pojedynczy atom staje się zawsze niepolarny z powodu równomiernego rozkładu jego chmury elektronowej.

Dlaczego i jak aluminium jest niepolarne?

Aluminium jest cząsteczką niepolarną, ponieważ jego chmura elektronowa nie może zostać zniekształcona przez obecność innego atomu. Polarność może pokazać tylko dowolny związek mający minimum dwa atomy. Na przykład jeden ze związków glinu, AlCl3 wykazuje polarność z powodu polarnego wiązania Al-Cl.

czy aluminium jest liniowe?

Bycie liniowym to jeden z rodzajów kształtu dowolnej cząsteczki. Porozmawiajmy o tym, czy aluminium jest liniowe, czy nie.

Aluminium nie ma liniowego kształtu. Osiąga kulisty kształt ze względu na równomierny rozkład ładunku w całym atomie.

Dlaczego i dlaczego aluminium nie jest liniowe?

Aluminium nie jest liniowe, ponieważ jest jednocząsteczkowym atomem metalu. Aby był liniowy, wymagane są minimum dwa atomy (linia prosta powinna wymagać minimum dwóch punktów), a hybrydyzacja centralnego atomu powinna być sp. Ponieważ hybrydyzacja nie jest możliwa dla żadnego jednocząsteczkowego atomu, nie może więc osiągnąć geometrii liniowej.

Czy aluminium jest magnetyczne?

Magnetyzm definiuje się jako siłę, dzięki której magnes może się wzajemnie przyciągać lub odpychać. Daj nam omówić to.

Aluminium nie jest substancją magnetyczną, ponieważ magnes nie może go przyciągnąć. Nie jest to mocny metal, taki jak żelazo-nikiel, a magnes może być przyciągany tylko przez jakikolwiek mocny metal.

Dlaczego i jak aluminium nie jest magnetyczne?

Aluminium nie jest magnetyczne, ponieważ jest substancją paramagnetyczną, a nie ferromagnetyczną lub ferrimagnetyczną. Ma niesparowane elektrony, ale te elektrony nie są odpowiednio zorientowane jako związek ferromagnetyczny (żelazo, nikiel itp.).

Czy aluminium jest przewodnikiem?

Dyrygent to ci, którzy przepuszczają przez niego prąd. Omówmy to szczegółowo.

Aluminium jest bardzo dobrym przewodnikiem zarówno ciepła jak i elektryczności. Wykazuje wysoką przewodność dzięki obecności wolnych elektronów w powłoce walencyjnej. Przewodność jest parametrem, który zależy wyłącznie od ruchu wolnych elektronów i dlatego metale stają się dobrymi przewodnikami.

Dlaczego i jak aluminium jest dobrym przewodnikiem?

Aluminium jest dobrym przewodnikiem, ponieważ ma wolne elektrony w powłoce walencyjnej (orbital 3p). Te wolne elektrony aluminium ulegają delokalizacji przez całą strukturę siatkową aluminium i wykazują wysoką przewodność ciepła i energii elektrycznej.

Czy aluminium jest metaliczne czy niemetaliczne?

Charakter metaliczny lub niemetaliczny określa zdolność do utraty lub przyjęcia elektronu do postaci naładowanej dodatnio lub ujemnie. Porozmawiajmy o tym.

Aluminium jest zdecydowanie substancją metaliczną. Metale mogą łatwo oddać jeden lub więcej niż jeden elektron do utlenienia. Po oddaniu elektronów walencyjnych osiągają kompletną konfigurację elektronową powłoki.

Dlaczego i jak aluminium jest metaliczne?

Aluminium wykazuje metaliczny charakter, ponieważ przekazuje również swoje elektrony walencyjne z orbitali 3s i 3p, aby osiągnąć pełną konfigurację elektronów (1s2 2s2 2p6). Po utracie trzech elektronów staje się Al3+. Dlatego metale zachowują się jak dobry środek redukujący jak reszta metali.

Czy aluminium jest mieszanką?

Mieszanina lub czysta substancja określa obecność lub brak jakiejkolwiek obcej substancji w związku. Dowiedzmy się tego.

Aluminium nie jest mieszanką, jest czystą substancją. Jest to jednocząsteczkowy atom pojedynczego metalu o liczbie atomowej 13 i masie cząsteczkowej 27 g/mol. Żadne inne obce związki nie są mieszane z aluminium.

Czy aluminium jest kruche?

Metale, które pękają bez znacznego odkształcenia plastycznego, określa się jako substancję kruchą. Skomentujmy to.

Aluminium nie jest kruchym elementem raczej wykazuje pękanie ciągliwe we wszystkich temperaturach. Choć jest to jeden z najlżejszych elementów na świecie, ma jednak niezwykle elastyczny charakter. Aluminium wykazuje ciągliwość, ponieważ jego powierzchnia jest zawsze pokryta cienką, ale mocną warstwą filmu tlenkowego.

Czy aluminium jest krystaliczne czy amorficzne?

Krystaliczność i amorficzny charakter definiują odpowiednio obecność lub brak określonego ułożenia atomów składowych. Wyjaśnijmy to.

Aluminium jest substancją krystaliczną. Nawet większość metali wykazuje krystaliczność dzięki wysoce uporządkowanemu układowi atomów składowych w ich strukturze sieciowej.

Dlaczego aluminium jest związkiem krystalicznym?

Aluminium jest zdecydowanie związkiem krystalicznym, ponieważ ma ostrą temperaturę topnienia i wrzenia. Poza tym jest to metal, a większość metali ma charakter krystaliczny. Aluminium amorficzne można uzyskać tylko wtedy, gdy ciekłe aluminium jest chłodzone z nadzwyczajną szybkością 4×1013 k/s.

Czy aluminium jest lżejsze od stali?

Metale ciężkie to te metale, które mają liczbę atomową większą niż 20 i gęstość atomową powyżej 5 g/cm3. Inne metale są uważane za metale lekkie. Porozmawiajmy o tym.

Aluminium jest zdecydowanie lżejsze i słabsze od stali. Stal jest cięższa i mocniejsza ze względu na obecność w niej wysokiego stężenia węgla. Aluminium ma 1/3 wagi stali.

Dlaczego i jak aluminium jest lżejsze od stali?

Aluminium jest lżejsze od stali, ponieważ ma znacznie mniejszą gęstość niż stal. Posiada gęstość 2.8 g/cm3 natomiast stal ma gęstość prawie 7.8 g/cm3. Ze względu na niższą gęstość i masę atomową aluminium nabiera wagi w porównaniu ze stalą.

Czy aluminium jest plastyczne?

Plastyczność jest właściwością każdego materiału, dzięki której można go ubić i uformować z niego arkusze. Porozmawiajmy o tym szczegółowo.

Aluminium jest zdecydowanie miękkim i plastycznym metalem i można je wyginać i nadawać kształt bez łamania. Ze względu na plastyczny charakter aluminium można formować bardzo różnorodne produkty. Ta plastyczność wynika z tworzenia się warstw atomowych, które mogą ślizgać się po sobie, gdy metal jest naprężony.

Czy aluminium jest radioaktywne?

Radioaktywność powstaje z powodu niestabilnego jądra, które może emitować promienie α, β i γ, aby się stabilizować. Wyjaśnijmy to szczegółowo.

Izotop glinu-26 jest radioaktywny z okresem półtrwania 7.17 × 105 lat i przechodzi przez rozpad pozytonów i wychwytywanie elektronów, tworząc magnez-26, aby uzyskać stabilizację. Emituje również promienie rentgenowskie i gamma. Ale izotop glinu-27 nie jest pierwiastkiem radioaktywnym ponieważ ma stabilne jądro.

Wnioski

Aluminium jest użytecznym metalem, który wykazuje wysoką przewodność cieplną i elektryczną. Jest to miękki, ciągliwy metal o gęstości mniejszej niż większość metali.